Статьи на букву П

Введение

Цель работы: определение относительного показателя преломления стекла с помощью плоскопараллельной пластины.

Рис. 1. Определение показателя

sinα – угол падения

sinγ – угол преломления

На рисунке – две горизонтальные линии: малая и большая грань плоскопараллельной пластины (см. Рис. 1).

В точке О располагается первая булавка. Вторая булавка располагается в точке А. Направление АО – направление падающего луча.

Направление от точки О до булавки, расположенной на большой грани, – преломленный луч.

Отмерим при помощи линейки расстояние ОD = ОА.

Из точки А на перпендикуляр раздела двух сред опускаем перпендикуляр. Из точки D на перпендикуляр раздела двух сред опускаем перпендикуляр.

Два треугольника – прямоугольные. В них можно определять синус угла падения и синус угла преломления.

При помощи линейки измеряются расстояние АС и расстояние DB.

Далее вносим все полученные результаты в таблицу.

 № опыта 

 СА, мм 

 DB, мм 

 n 

Необходимо сделать несколько измерений. Для этого нужно изменять расположение второй булавки под любым другим углом. Вследствие этого угол падения и угол преломления будут меняться, но показатель преломления будет постоянным для данных двух сред.

1 способ

Оборудование: плоскопараллельная пластина, 3 булавки, линейка, транспортир, лист бумаги, карандаш, кусок поролона.

Ход работы:

1. Положим на стол кусок поролона, чтобы было удобнее воткнуть булавки.

2. Накрываем поролон белым листом бумаги.

3. Положим сверху плоскопараллельную стеклянную пластинку.

4. Карандашом обводим малую и большую грани.

5. Первую булавку воткнем возле первой грани, вторую булавку воткнем под некоторым углом к первой.

6. Наблюдая за двумя булавками через большую грань, найдем точку расположения третьей булавки, чтобы первая и вторая загораживали друг друга (см. Рис. 2).

Рис. 2. Плоскопараллельная пластина

7. Отмечаем место расположения всех трех булавок.

8. Снимаем оборудование и смотрим на полученный чертеж.

9. При помощи линейки измеряем катеты (см. Рис. 3).

Рис. 3. Определение показателя

СА = 15 мм, DB = 10 мм.

Для более точного результата необходимо выполнить несколько экспериментов.

 № опыта 

 СА, мм 

 DB, мм 

 n

1

15

10

1,5

2

Относительный показатель преломления равен 1,5, это означает, что скорость света при переходе из воздуха в стекло уменьшается в 1,5 раза.

Чтобы проверить полученные данные, необходимо сравнить их с таблицей показателей преломления для различных веществ (см. Рис. 4).

Статьи на букву П

Рис. 4. Таблица показателей преломления 

По показателю преломления можно определить, какое у нас вещество.

2 способ

Оборудование: лампочка, экран со щелью, лист бумаги.

Ход работы:

1. При помощи проводов соединяем гальванический элемент (батарейку) с лампочкой накаливания.

2. Перед лампой ставим экран со щелью, а за ним кладем плоскопараллельную пластинку.

3. Измеряем угол падения и угол преломления при помощи транспортира.

4. Используя таблицу Брадиса, найдем значения синусов по углам.

5. Вычисляем показатель преломления (см. Рис. 5).

Рис. 5. Плоскопараллельная пластина

Пример расчета погрешности

Погрешность:

1. Абсолютная.

2. Относительная.

Абсолютные погрешности: измерительного прибора, измерения

В металлической линейке погрешностью можно считать половину цены деления этого измерительного прибора, т. е. 0,5 мм.

Погрешность измерения также может составить половину цены деления линейки (0,5 мм).

В целом абсолютная погрешность равна 1 мм.

Относительная погрешность (ε) (см. Рис. 6):

Статьи на букву П

Рис. 6. Относительная погрешность

Определение абсолютной погрешности измеряемого показателя преломления (см. Рис. 7):

Рис. 7. Абсолютная погрешность

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Нижегородский филиал МИИТ (Источник).

Физика8 класс

§ 67. Преломление света. Закон преломления света

Рассмотрим, как меняется направление луча при переходе его из воздуха в воду. В воде скорость света меньше, чем в воздухе. Среда, в которой скорость распространения света меньше, является оптически более плотной средой.

Таким образом, оптическая плотность среды характеризуется различной скоростью распространения света.

Это значит, что скорость распространения света больше в оптически менее плотной среде. Например, в вакууме скорость света равна 300 000 км/с, а в стекле — 200 000 км/с. Когда световой пучок падает на поверхность, разделяющую две прозрачные среды с разной оптической плотностью, например воздух и воду, то часть света отражается от этой поверхности, а другая часть проникает во вторую среду. При переходе из одной среды в другую луч света изменяет направление на границе сред (рис. 144). Это явление называется преломлением света.

Рис. 144. Преломление света при переходе луча из воздуха в воду

Рассмотрим преломление света подробнее. На рисунке 145 показаны: падающий луч АО, преломлённый луч ОВ и перпендикуляр к поверхности раздела двух сред, проведённый в точку падения О. Угол АОС — угол падения (α), угол DOB — угол преломления (γ).

Рис. 145. Схема преломления луча света при переходе из воздуха в воду

Луч света при переходе из воздуха в воду меняет своё направление, приближаясь к перпендикуляру CD.

Вода — среда оптически более плотная, чем воздух. Если воду заменить какой-либо иной прозрачной средой, оптически более плотной, чем воздух, то преломлённый луч также будет приближаться к перпендикуляру. Поэтому можно сказать, что если свет идёт из среды оптически менее плотной в более плотную среду, то угол преломления всегда меньше угла падения (см. рис. 145):

γ

Луч света, направленный перпендикулярно к границе раздела двух сред, проходит из одной среды в другую без преломления.

При изменении угла падения меняется и угол преломления. Чем больше угол падения, тем больше угол преломления (рис. 146). При этом отношение между углами не сохраняется. Если составить отношение синусов углов падения и преломления, то оно остаётся постоянным.

Статьи на букву П

Рис. 146. Зависимость угла преломления от угла падения

Для любой пары веществ с различной оптической плотностью можно написать:

где n — постоянная величина, не зависящая от угла падения. Она называется показателем преломления для двух сред. Чем больше показатель преломления, тем сильнее преломляется луч при переходе из одной среды в другую.

Таким образом, преломление света происходит по следующему закону: лучи падающий, преломлённый и перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред:

В атмосфере Земли происходит преломление света, поэтому мы видим звёзды и Солнце выше их истинного расположения на небе.

Вопросы

  1. Как меняется направление луча света (см. рис. 144) после того, как в сосуд наливают воду?
  2. Какие выводы получены из опытов по преломлению света (см. рис. 144, 145)?
  3. Какие положения выполняются при преломлении света?

Упражнение 47

  1. Угол падения луча из воздуха в стекло равен 0°. Чему равен угол преломления?

  2. Перечертите в тетрадь рисунок 147. Для каждого случая начертите примерно преломлённый луч, считая, что все изображённые тела изготовлены из стекла.

    Рис. 147

  3. Положите на дно чайной чашки монету и расположите глаз так, чтобы край чашки закрывал её. Если в чашку налить воду, то монета станет видна (рис. 148). Почему?

    Рис. 148

  4. В оптике часто приходится иметь дело с прохождением света сквозь тело, имеющее форму призмы, клина (рис. 149, а). Луч, падающий на призму (например, на её боковую грань), преломляется дважды: при входе в призму и при выходе из неё.

Статьи на букву П

Рис. 149

Перечертите в тетрадь изображённое на рисунке 149, б сечение призмы (треугольник) и падающий на её грань луч. Постройте ход луча сквозь призму. Покажите, что при прохождении сквозь треугольную призму такой луч отклоняется к основанию треугольника.

В каждой из трёх закрытых коробок (они показаны на рисунке 150 в виде чёрных квадратов) находится одна или две треугольные призмы; показан ход лучей через эти призмы. Нарисуйте расположение призм в этих коробках.

Рис. 150

Показатель — преломление — воздух

Ввиду того что показатель преломления воды п1 334 существенно отличается от показателя преломления воздуха 1 00029, относительно которого рассчитаны объективы, при съемке под водой нарушаются расчетные соотношения, изменяется угловое поле объектива и невозможно пользоваться шкалой фокусировки.

Чем плотнее воздух, тем меньше v и, значит, тем больше показатель преломления воздуха. Плотность воздуха понижается при переходе от нижних слоев атмосферы к верхним. Уменьшается она также с нагреванием и зависит от ветра.

Таким образом, изменения разности хода, вызванные расширением распорного кольца и уменьшением показателя преломления воздуха при повышении температуры, частично или полностью компенсируются. Колебания атмосферного давления, разумеется, существенно влияют на разность хода в эталоне.

Таким образом, изменения разности хода, вызванные расширением распорного кольца и уменьшением показателя преломления воздуха при повышении температуры, частично или полностью компенсируются.

Объектив Гидроруссар-1.

Так как показатель преломления воды ближе к показателям преломления стекол, чем к показателю преломления воздуха, возникла идея создания объективов, для которых основной средой была бы не воздушная среда, а стекло. Действительно, переход от воды к стеклу значительно ближе, чем переход от воды к воздуху и будет связан, кроме того, не с увеличением выходного угла поля зрения, а с его уменьшением.

К важным причинам нестабильностей относятся увеличение длины резонатора за счет теплового расширения, изменение показателя преломления воздуха между внешними зеркалами и вибрации.

Если зеркала интерферометра фиксируются с помощью кварцевого распорного кольца, то при повышении температуры будет уменьшаться показатель преломления воздуха, а изменение разности хода, вызванное расширением распорного кольца, эквивалентно увеличению показателя преломления воздуха.

Боковая рефракция б зависит от наклонов к горизонту эквипотенциальных поверхностей п const, где п — показатель преломления воздуха, а следовательно, от метеорологических элементов и градиентов их.

Во всех этих задачах ( за исключением задачи 5.9) рассмотрены миражи, обусловленные изменением с высотой показателя преломления воздуха в приземном слое. Этот показатель прежде всего зависит от температуры воздуха. Призрачные горы ( один из примеров верхнего миража) наблюдаются, когда температура воздуха повышается с высотой.

Кроме того, показатель преломления полимера должен быть близким к показателю преломления основы, но отличаться от показателя преломления воздуха. Полимерный слой должен обладать высокой прозрачностью.

Многолепестковая диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости, полученная в результате отражения волн от Земли.| Определение дальности гео метрической видимости.

Более существенную роль в приеме УКВ за пределами геометрической видимости играет тропосферная рефракция, обусловленная плавным изменением показателя преломления воздуха. Из-за рефракции радиогоризонт не совпадает с геометрическим горизонтом. Это вызывает рост фазовой скорости и искривление луча, как в ионосфере.

С другой стороны, обе противоположные внутренние поверхности должны быть очень тщательно отполированы ввиду заметного различия в показателях преломления воздуха и материала призмы. В любом случае имеются значительные потери света за счет отражения и образования случайных бликов, обусловленных многократным отражением в воздушной пленке. Качество поляризации, которое можно получить, значительно хуже по сравнению с поляризацией, создаваемой призмой Глазебрука.

Во втором случае сканирование обеспечивается за счет изменения оптической толщины интерферометра — величины nt; здесь п — показатель преломления воздуха, a t — расстояние между пластинами интерферометра. В качестве входного отверстия используется кольцевая или круглая диафрагма. Изменение оптической толщины приводит к тому, что в данном направлении ф будут наблюдаться различные участки контура линии.

Значение синусов тангенсов для углов 0 900

Градусы

Sin α

tg α

Градусы

Sin α

tg α

Градусы

Sin α

tg α

0,0000

0,0000

31

0,515

0,6009

61

0,8746

1,804

1

0,0175

0,0175

32

0,5299

0,6249

62

0,8829

1,881

2

0,0349

0,0349

33

0,5446

0,6494

63

0,891

1,963

3

0,0523

0,0524

34

0,5592

0,6745

64

0,8988

2,05

4

0,0698

0,0699

35

0,5736

0,7002

65

0,9063

2,145

5

0,0872

0,0875

36

0,5878

0,7265

66

0,9135

2,246

6

0,1045

0,1051

37

0,6018

0,7536

67

0,9205

2,356

7

0,1219

0,1228

38

0,6157

0,7813

68

0,9272

2,475

8

0,1392

0,1405

39

0,6293

0,8098

69

0,9336

2,605

9

0,1564

0,1584

40

0,6428

0,8391

70

0,9397

2,747

10

0,1736

0,1763

41

0,6561

0,8693

71

0,9455

2,904

11

0,1908

0,1944

42

0,6691

0,9004

72

0,9511

3,078

12

0,2079

0,2126

43

0,682

0,9325

73

0,9563

3,271

13

0,225

0,2309

44

0,6947

0,9657

74

0,9613

3,487

14

0,2419

0,2493

45

0,7071

1,0

75

0,9659

3,732

15

0,2588

0,2679

46

0,7193

1,036

76

0,9703

4,011

16

0,2756

0,2867

47

0,7314

1,072

77

0,9744

4,331

17

0,2924

0,3057

48

0,7431

1,111

78

0,9781

4,705

18

0,309

0,3249

49

0,7547

1,15

79

0,9816

5,145

19

0,3256

0,3443

50

0,767

1,192

80

0,9848

5,671

20

0,342

0,364

51

0,7771

1,235

81

0,9877

6,314

21

0,3584

0,3839

52

0,788

1,28

82

0,9903

7,115

22

0,3746

0,404

53

0,7986

1,327

83

0,9925

8,144

23

0,3907

0,4245

54

0,809

1,376

84

0,9945

9,541

24

0,4067

0,4452

55

0,8192

1,428

85

0,9962

11,43

25

0,4226

0,4663

56

0,829

1,483

86

0,9976

14,3

26

0,4384

0,4877

57

0,8387

1,54

87

0,9986

19,08

27

0,454

0,5095

58

0,848

1,6

88

0,9994

28,64

28

0,4695

0,5317

59

0,8572

1,664

89

0,9998

57,29

29

0,4848

0,5543

60

0,866

1,732

90

1,0

—-

30

0,5

0,5774

Закон преломления
света впервые сформулировал голландский
астроном и математик В. Снелиус около
1626 г, профессор Лейденского университета
(1613 г).

Для XVI столетия
оптика была ультрасовременной наукой.Из
стеклянного шара, наполненного водой,
которым пользовались как линзой, возникло
увеличительное стекло. А из него изобрели
подзорную трубу и микроскоп. В то время
Нидерландам нужны были подзорные трубы
для рассматривания берега и своевременно
убежать от врагов. Именно оптика
обеспечила успех и надежность навигации.
Поэтому в Нидерландах очень много ученых
интересовались именно оптикой. Голландец
Скель Ван Ройен (Снелиус) наблюдад, как
тонкий луч света отражался в зеркале.
Он измерял угол падения и угол отражения
и установил: угол отражения равен углу
падения. Ему же принадлежат законы
отражения света
. Он вывел закон преломления
света.

Рассмотрим закон
преломления света

.

В ней
— относительный показатель преломления
второй среды относительно первой, в
случае, когда второе имеет большую
оптическую плотность. Если свет
преломляется и проходит с среду с меньшей
оптической плотностью, тогда α

Если первой средой
является вакуум, то n1=1
то

.

Данный показатель

называют
абсолютным показателем преломления
второй среды:

,

где

— скорость света в вакууме,
скорость
света в данной среде.

Следствием
преломления света в атмосфере Земли
есть тот факт, что мы видим Солнце и
звезды немного выше их реального
положения. Преломлением света можно
объяснить возникновение миражей, радуги…
явление преломления света есть основой
принципа работы численных оптических
устройств: микроскопа, телескопа,
фотоаппарата.

Измерениестекла показателя преломления стеклапри помощи микроскопа

Цель
работы: измерение показателя преломления
стекла при помощи микроскопа.

Оборудование:

  1. Микроскоп,
    имеющий микрометрическое перемещение
    тубуса;

  2. Стеклянная
    пластинка с чёрной меткой на одной из
    поверхностей;

  3. Чистая пластинка
    из исследуемого стекла;

  4. Пластинка
    из исследуемого стекла с метками на
    обеих поверхностях;

  5. Зеркальная
    пластинка из исследуемого стекла с
    меткой на чистой поверхности;

  6. Микрометр.

Методика измерений

Если
посмотреть на предмет, находящийся под
стеклянной пластиной, то вследствие
преломления света он кажется находящимся
несколько выше, чем в действительности.

УСтатьи на букву Пстановим
связь между показателями преломления
стекла n,
толщиной пластинки d
и величиной кажущегося поднятия точки
S,
находящейся в соприкосновении с нижней
поверхностью пластинки. При этом будем
предполагать, что глаз находится на той
же нормали к плоскостям, которая проходит
через точку S.

Рассмотрим
ход луча SB
(см. рисунок), направленного под малым
углом φ
к нормали.

Преломившись
в точке B,
он выходит в воздух под углом ψ,
определяемым из уравнения

Статьи на букву П
(1).

Наблюдателю
кажется, что рассматриваемый луч, а
также и другие близкие к нормали лучи,
исходят из точки S.
Интересующая нас величина кажущегося
поднятия а равна разности AS-AS.
Из треугольников ASB
и ASB
следует:

Статьи на букву П;
(2)

Статьи на букву П,
(3)

откуда
Статьи на букву П,
или
Статьи на букву П;
(4)

так
как
Статьи на букву П,
то
Статьи на букву П,

При
малости углов
Статьи на букву П
и
Статьи на букву П
отношение их тангенсов может быт заменено
отношением синусов
Статьи на букву П.

Воспользовавшись
(1), получим

Статьи на букву П
(5).

Таким
образом, зная толщину пластинки и
величину кажущегося поднятия, можно
определить показатель преломления.
Определение кажущегося поднятия
производится при помощи микроскопа,
имеющего винт для точного (микрометрического)
перемещения тубуса.

Здесь
возможны три несколько отличных друг
от друга способа, причём во всех случаях
достигается максимальная точность
результатов тогда, когда микроскопический
объект находится в центральной части
поля зрения.

Способ
1.
Получив
резкое изображение объекта, покрывают
его стеклянной пластинкой и путём
перемещения тубуса восстанавливают
резкость изображения.

Разность отсчётов
обоих положений тубуса равна кажущемуся
поднятию объекта.

Показатель
преломления вычисляется по формуле
Статьи на букву П.

Объектом
может служить точка, поставленная на
какой-либо стеклянной пластинке,
накрываемой затем пластинкой из
исследуемого стекла.

Результаты измерений
занесите в таблицу:

опыта

d

Δd

a

Δa

n

Δn

Δn/n
(%)

1

2

3

4

5

среднее

Способ
2.
На предметный
столик кладётся пластинка, на поверхности
которой нанесены одна над другой
маленькие метки (точки); верхняя из меток
должна быть полупрозрачной. Переходя
от наблюдения верхней метки к наблюдению
нижней, мы как бы опускаем наблюдаемый
объект на толщину пластинки.

Однако,
нижняя метка, как уже было показано,
кажется приподнятой на величину a.
Таким образом, нижняя метка кажется
отстоящей по нормали от верхней не на
толщину, а лишь на расстояние da,
на которое нужно опустить тубус. Обозначив
величину перемещения тубуса для этого
случая буквой b,
получаем из (2)Статьи на букву П.

Результаты
измерений занесите в таблицу:

опыта

d

Δd

b

Δb

n

Δn

Δn/n
(%)

1

2

3

4

5

среднее

Способ
3.

1.
Положите на предметный столик зеркальную
пластинку, имеющую зеркальный слой на
нижней поверхности, а метку – на верхней.

2.
Установите последовательно микроскоп
на изображение метки и её зеркальное
отражение.

Статьи на букву П

Этот
способ совершенно аналогичен предыдущему,
но здесь расстоянием между обоими
объектами нужно считать двойную толщину
пластинки; ясно, что и перемещение тубуса
b
должно в этом случае быть вдвое больше,
чем в предыдущем, если толщина обеих
пластинок одинакова.

3.Результаты
измерений занесите в таблицу:

опыта

d

Δd

B

Δb

n

Δn

Δn/n
(%)

1

2

3

4

5

среднее

4. Вычислите
погрешности.

5. Сравните
полученные результаты.

Контрольные
вопросы:

  1. Как
    влияет толщина пластинки на точность
    определения коэффициента преломления
    описанным способом?

  2. Как
    связан показатель преломления среды
    и скорость распространения света в
    ней?

  3. При
    каких условиях справедлива формула
    ?
    Выведите её.

  4. Выведите формулы
    погрешностей.

  5. Почему
    для измерений нельзя использовать
    наиболее, как казалось бы, выгодную
    толщину?

Список
литературы:

1. Матвеев
А.Н. Оптика: Учебное пособие для физ.
спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1985.-351с.

2.Савельев
И.В. Курс общей физики 3-е изд., испр.-м.:
Наука, — т.2: Электричество и магнетизм.
Волны. Оптика. 1988. 496с.

3.
Элементарный учебник физики: в трех
томах, т.3 :Колебание и волны. Оптика.
Атомная и ядерная физика./Под ред.
Г.С.Ландсберга – 12-е изд.-М.: ФИЗМАТХИТ,
2000.-656с.

Абсолютный показатель

Абсолютный показатель преломления зависит от марки стекла, так как на практике имеется огромное количество вариантов, отличающихся по составу и степени прозрачности. В среднем он составляет 1,5 и колеблется вокруг этого значения на 0,2 в ту или иную сторону. В редких случаях могут быть отклонения от этой цифры.

Статьи на букву П

Опять-таки, если важен точный показатель, то без дополнительных измерений не обойтись. Но и они не дают стопроцентно достоверного результата, так как на итоговое значение будет влиять положение солнца на небосводе и облачность в день измерений. К счастью, в 99,99% случае достаточно просто знать, что показатель преломления такого материала, как стекло больше единицы и меньше двойки, а все остальные десятые и сотые доли не играют роли.

На форумах, которые занимаются помощью в решении задач по физике, часто мелькает вопрос, каков показатель преломления стекла и алмаза? Многие думают, что раз эти два вещества похожи внешне, то и свойства у них должны быть примерно одинаковыми. Но это заблуждение.

Статьи на букву П

Максимальное преломление у стекла будет находиться на уровне около 1,7, в то время как у алмаза этот показатель достигает отметки 2,42. Данный драгоценный камень является одним из немногих материалов на Земле, чей уровень преломления превышает отметку 2. Это связано с его кристаллическим строением и большим уровнем разброса световых лучей. Огранка играет в изменениях табличного значения минимальную роль.

Относительный показатель

Относительный показатель для некоторых сред можно охарактеризовать так:

  • —    показатель преломления стекла относительно воды составляет примерно 1,18;
  • —    показатель преломления этго же материала относительно воздуха равен значению 1,5;
  • —    показатель преломления относительно спирта — 1,1.

Измерения показателя и вычисления относительного значения проводятся по известному алгоритму. Чтобы найти относительный параметр, нужно разделить одно табличное значение на другое. Или же произвести опытные расчеты для двух сред, а потом уже делить полученные данные. Такие операции часто проводятся на лабораторных занятиях по физике.

Определение показателя преломления

Определить показатель преломления стекла на практике довольно сложно, потому что требуются высокоточные приборы для измерения начальных данных. Любая погрешность будет возрастать, так как при вычислении используются сложные формулы, требующие отсутствия ошибок.

Вообще данный коэффициент показывает, во сколько раз замедляется скорость распространения световых лучей при прохождении через определенное препятствие. Поэтому он характерен только для прозрачных материалов. За эталонное значение, то бишь за единицу, взят показатель преломления газов. Это было сделано для того, чтобы можно было отталкиваться от какого-нибудь значения при расчетах.

Статьи на букву П

Если солнечный луч падает на поверхность стекла с показателем преломления, который равен табличному значению, то изменить его можно несколькими способами:

  • 1.    Поклеить сверху пленку, у которой коэффициент преломления будет выше, чем у стекла. Этот принцип используется в тонировке окон автомобиля, чтобы улучшить комфорт пассажиров и позволить водителю более четко наблюдать за дорожной обстановкой. Также пленка будет сдерживать и ультрафиолетовое излучение.
  • 2.    Покрасить стекло краской. Так поступают производители дешевых солнцезащитных очков, но стоит учесть, что это может быть вредно для зрения. В хороших моделях стекла сразу производятся цветными по специальной технологии.
  • 3.    Погрузить стекло в какую-либо жидкость. Это полезно исключительно для опытов.

Если луч света переходит из стекла, то показатель преломления на следующем материале рассчитывается при помощи использования относительного коэффициента, который можно получить, сопоставив между собой табличные значения. Эти вычисления очень важны при проектировке оптических систем, которые несут практическую или экспериментальную нагрузку. Ошибки здесь недопустимы, потому что они приведут к неправильной работе всего прибора, и тогда любые полученные с его помощью данные будут бесполезны.

Чтобы определить скорость света в стекле с показателем преломления, нужно абсолютное значение скорости в вакууме разделить на величину преломления. Вакуум используется в качестве эталонной среды, потому что там не действует преломление из-за отсутствия каких-либо веществ, которые могли бы мешать беспрепятственному движению световых лучей по заданной траектории.

В любых расчетных показателях скорость будет меньше, чем в эталонной среде, так как коэффициент преломления всегда больше единицы.

Светопреломление

Показатель преломления света это и есть светопреломление. У всех кристаллов ценных камней показатель преломления света постоянный если они имеют один и тот же минеральный вид. Поэтому преломление света в воде можно использовать для диагностики камней. Абсолютный показатель преломления света это соотношение скорости света в воздухе к скорости света в кристалле. Отклонение светового луча в кристалле вызывается уменьшением скорости распространения  этого луча в оптически более плотной среде.
Например скорость света в воздухе равняется 300000 км/сек, а скорость света в кристалле алмаза равняется 125000 км/сек. Дальше применяем по закону преломления света формулу для вычисления показателя преломления света. При этих значениях показатель преломления будет равняться 300000/125000=2,4. Это означает что в алмазе свет движется в 2,4 раза медленнее чем в воздухе.
Значения показателя преломления у драгоценных камней находятся в пределах от 1,2 до 2,6. Коэффициент преломления света камней может отличаться из-за цвета и месторождения камня. Измерение показателя преломления света делают с помощью рефрактометра. Однако обычным рефрактометром можно измерить только показатель преломления не выше 1,8 и только у камней которые имеют плоские грани и фасеты. Есть более простой метод для определения светопреломления это иммерсионный метод. Суть этого метода заключается в том, что погружая камень в жидкость у которой вы знаете показатель преломления нужно наблюдать за границами раздела сред и насколько светлыми и резкими будут казаться контуры камня или рёбра между фасетами, а также наблюдая за видимой шириной раздела можно очень точно определять светопреломление камня.

Статьи на букву ПИммерсионным методом можно измерить преломление света в жидкостях

На данном рисунке можно визуально наблюдать что у одного камня чёрная кайма и белые рёбра фасет значит светопреломление у этого камня выше чем у жидкости. У другого камня кайма белая и чёрные рёбра фасет значит у этого камня светопреломление ниже чем у жидкости. У третьего камня кайма очень широкая это значит, что светопреломление у этого камня и у жидкости резко различны. У четвёртого камня кайма стёрта, а контур нечёткий это значит, что светопреломление у этого камня и и у жидкости одинаковое.

Список источников

  • tepka.ru
  • kamni2.ru
  • StudFiles.net
  • promplace.ru
  • interneturok.ru
  • www.ngpedia.ru
Читайте так же:  Светильники Грильято
Ссылка на основную публикацию